专利名称：一种污泥干燥室的干燥污泥控制方法
技术领域：
本发明涉及一种污泥干燥室的干燥控制方法，特别是涉及一种提高污泥干燥效率的控制方法。
背景技术：
现有的污泥干燥系统往往根据污泥的状态和能够获得的干燥污泥的热源形式，涉及具体的污泥干燥装置，缺少对不同的污泥情况的综合处理能力，对于由于季节情况，处理对象的变化而产生的污泥成分和湿度情况变化，无法有适应性的干燥方法，造成了干燥效率的低下；同时，在污泥干燥场所，往往存在多种温度不同的热源，比如，污泥燃烧的烟气，锅炉产生的蒸汽等，由于缺乏科学合理的干燥方法，无法把这些不同温度，不同特性的热源进行综合利用，针对污泥干燥过程中，不 同温度产生的不同的干燥效果，综合、高效和快速的加热干燥污泥，而这种对于不同的污泥能够调整污泥干燥方法，对于不同种类和状态污泥的情况能够通过针对性的干燥方式提高干燥效率和速度的控制方法，成为迄今为止亟待解决的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述的问题，提供一种根据污泥的湿度不同，其干燥需求的不同，而采用不同温度和/或风量的工质空气来提高综合的干燥效率的控制方法。具体的，就是提供一种污泥干燥室的干燥污泥控制方法，所述的污泥干燥室I包括工质空气引入口7，污泥干燥器6，湿污泥4，本控制方法包括以下步骤a、开始；b、检测当前污泥湿度；C、读取污泥湿度的设定值；d、当前污泥湿度小于等于设定值时，运行e ;当前污泥湿度大于设定值时，返回b ；e、按设定值对应的参数改变工质空气；f、结束。所述污泥干燥器6还设置有重量测量机构12，湿污泥4的湿度是通过重量测量机构12计量湿污泥的初始重量和当前污泥的重量，通过两者的关系得到污泥的湿度；或者所述污泥干燥器6还设置有湿度监测器，通过测量出湿热空气温湿度，推导出污泥湿度。所述工质空气的参数包括工质空气的温度和/或工质空气的风量。所述的污泥湿度对应的控制曲线为时间曲线，通过调整工质空气的参数来控制干燥时间。所述的污泥湿度对应的控制曲线为单位质量污泥需要加热量曲线，通过调整工质空气的参数来满足加热量的需求。所述的工质空气有统一的工质空气引入口 7，所述的污泥干燥器6都在同一时间采用相同的控制步骤，采用相同的干燥阶段。
所述的工质空气对应多个污泥干燥室I，每个污泥干燥室I采用相同的步骤，但是同一时间所处的阶段不同。所述的设定值进行调整，使多个污泥干燥室I的干燥时间相同，每个污泥干燥室I采用相同的步骤，但同一时间所处的阶段不同，且同时切换阶段。所述的工质空气对应多个污泥干燥器6，或者对应与污泥干燥器6的多个加热部分。所述的湿污泥4在湿度大时用较低温度大风量的工质空气去干燥，所述的湿污泥4湿度小时用较高温度的工质空气去干燥。通过应用本发明的污泥干燥控制方法，综合利用不同参数工质空气，优化各个阶段不同湿度污泥对应的工质空气的温度和风量，提高了污泥干燥的效率和工质空气的利用率。通过在不多个污泥干燥室组合应用中，通过调整设定参数使多个污泥干燥室的加热时间相同，充分利用不同参数工质空气，可以连续的对三个污泥干燥室轮番加热，进一步提高 了污泥干燥效率和工质空气的利用率。对于多个污泥干燥器或者污泥干燥器的多个加热段分别通入参数不同的工质空气，再次提高了污泥干燥的效率和工质空气的利用率。
图1为本发明实施例一的污泥干燥方法的流程图；图2为本发明实施例一的污泥干燥室示意图；图3为采用不同温度的工质空气干燥污泥的示意图；图4为本发明实施例一实际的工质空气干燥污泥的示意图；图5为采用相同温度不同的风量的工质空气干燥污泥的示意图；图6为本发明实施例二实际的工质空气干燥污泥的示意图；图7为本发明实施例三实际的工质空气干燥污泥的示意图；图8为本发明实施例四中污泥干燥室示意图；图9为本发明实施例五的不同湿度单位质量污泥需要加热量示意图。其中1为污泥干燥室；2为湿污泥入口 ；3为湿热空气出口 ；4为干燥中的污泥；5为加热装置；6为污泥干燥器；7为工质空气进入口 ；8为工质空气的风道；9为工质空气的流动方向；10为干燥铜盘；11为铜盘轴；12为重量测量机构。
具体实施例方式下面通过具体实施例来对本发明的技术方案进一步说明。实施例一如图2所示，本发明实施例一的污泥干燥室I包括湿污泥入口 2、共用的工质空气引入口 7，工质空气通过风道8，沿着工质空气的流动方向9进入到污泥干燥器6内，在本实施例中，污泥干燥器6采用的是干燥铜盘10,铜盘10上铺着干燥中的湿污泥4,铜盘10通过铜盘轴的转动，使工质空气均匀的吹到湿污泥4上，在铜盘下面设置有重量测量机构12 ；工质空气通过风口 13与湿污泥4进行湿热交换，产生的湿热空气经过湿热空气出口 3排出污泥干燥室I。即由于采用的同一个工质空气引入口 7，所以，在同一时间，本污泥干燥室I内的各个污泥干燥器6采用同一种温度和相对湿度的工质空气进行加热。
如图1所示，为本实施例的污泥干燥方法的流程图，在干燥污泥的过程中，包括以下步骤a、开始；b、检测当前污泥湿度；C、读取污泥湿度的设定值；d、当前污泥湿度小于等于设定值时，运行e ;当前污泥湿度大于设定值时，返回b ；e、按设定值对应的参数改变工质空气； f、结束。具体的，在上述的污泥干燥室内的干燥过程中，污泥湿度是随时间不断变化的量，需要根据湿度的变化调节工质空气的参数。在本实施例中，步骤b中检测当前污泥的湿度，是通过在铜盘10下面设置的重量测量机构12计量当前污泥的湿度，与污泥的初始重量作对比，通过两者的关系得到污泥的湿度。该方法比较合适通过PLC可编程控制器来控制污泥干燥系统，按照本实施例中图1所示的步骤来控制污泥干燥过程。步骤C，读取污泥湿度的设定值，该设定值是通过了大量的实验和分析得到，并设定到控制器中。根据控制方面的现有技术，还可以通过系统自学习或者模糊控制的理论控制具体的参数设定，这里不做详述。另外，b、c两个步骤的先后顺序并无实质性影响，也可以采用先读取污泥湿度设定值；后检测当前污泥湿度来控制。具体采用设定值和由此带来的有益效果，在后面详细介绍。步骤d，当前污泥湿度小于等于设定值时，运行e ;当前污泥湿度大于设定值时，返回b ;在控制器中，整个污泥干燥控制方法的流程不停的重复，所以当前污泥湿度大于设定值时，即表明该阶段的污泥干燥过程还没有完成，即返回步骤b，继续检测当前污泥湿度；当前污泥湿度小于等于设定值时，就可以运行步骤e，进行下一步操作。具体的，如图4所示，在本实施例中设定的湿度设定值分别为100%，60%，20%，g卩，污泥湿度从100%至大于60%为阶段一，采用第一种参数的工质空气进行加热；当污泥湿度从60%至大于20%为阶段二，采用第二种参数的工质空气进行加热；当污泥湿度从20%至等于0%为阶段三，采用第三种参数的工质空气进行加热。也即在当前污泥湿度小于等于100^^60%或20%后，可以运行步骤e，进行下一步操作，来实现污泥干燥阶段的改变。步骤e，按设定值对应的参数改变工质空气，当前污泥湿度小于或者等于设定值时，就会采用对应当前的污泥湿度更有效的工质空气，通过改变工质空气的参数，提高工质空气干燥污泥的效果。在本实施例中，改变的工质空气的参数为温度，污泥干燥的速度受工质空气的温度影响很大，如图3所示，污泥湿度-时间的控制曲线的横坐标为时间，单位秒(s)，纵轴为污泥湿度的百分数，单位％，污泥初始时候的湿度为100%，污泥的湿度是指污泥的当前含水量与初始时候的含水量之间的比值。如图，湿污泥从百分之百的水份开始经过三种温度的工质空气加热干燥的曲线，其中三角标志的曲线为150度工质空气加热污泥的曲线，可以看到干燥的速度很快，曲线非常陡，从湿度100%加热到湿度为0，只用了 960秒；其中圆形标志的曲线为120度工质空气加热污泥的曲线，可以看到干燥的速度在湿度为20%以上时，比较陡，这部分大约用了 720秒，在湿度低于20%的加热过程中，用了 1680秒才达到湿度为0，而这部分的时间远远长于上面从100%干燥到20%的时间，消耗的时间是前期干燥80%水份的2. 33倍；其中方形标志的曲线为80度工质空气加热污泥的曲线，可以看到干燥的速度较慢，曲线较为平缓，且并不能干燥到湿度为O的情况，经过了超过2880秒，污泥的湿度才到10%。其用的时间远远超过了 120度和150度工质空气所用的干燥时间。从本实施例可以看出，污泥湿度对应的控制曲线为时间曲线，通过调整工质空气的参数来控制干燥时间。另外我们知道，对于温度较低的工质空气，比如本实施例中80度的工质空气，是可以通过高温热泵来产生的，每千瓦的高品质能源的输入，可以换到2-3. 5倍的热能产生，单位热能的价格会很便宜。所以，应该尽可能多利用低温的热能，从而在保证干燥速度的基础上，降低投入的能源费用，从而降低干燥成本。具体到本实施例中，如图4所示，在污泥湿度为100%到大于60%的阶段一，采用的工质空气的温度为80度，当污泥湿度为小于等于60%到大于20%的阶段二，采用的工质空气的温度为120度，当污泥湿度为小于等于20%的阶段三，采用的工质空气的温度为150度，一共用了 1920秒，就把湿度为100%的污泥干燥到0%，所用时间不但少于完全由80度
得工质空气加热所用的时间，同时也少于用120度的工质空气加热所用的时间。同时，充分的利用了 80度的工质空气，所占时间超过一半，即960秒，降低了大部分时间加热所需要的成本。完成步骤e，按设定值对应的参数改变工质空气，进入下一步，步骤f，结束。在本实施例中，污泥干燥室I内的所有污泥同时以80度得工质空气加热从湿度100%加热干燥，污泥湿度到达设定的湿度等于小于60%后，改变工质空气的温度到120度，当污泥湿度到达设定的湿度等于小于20%后，改变工质空气的温度到150度。在本实施例中工质空气有统一的工质空气引入口 7，所述的污泥干燥器6都在同一时间采用相同的污泥干燥阶段，具体的本实施例中整个污泥干燥过程被分成三个阶段，在湿污泥4湿度最小时用较高温度的工质空气去干燥，会明显减少干燥所消耗的时间。但是，本领域的技术人员不用创造性的劳动，就可以推出采用两个阶段或者4个及以上阶段都是可以实现按照本控制方法干燥污泥，而且，对于不同湿度的污泥采用针对性参数的工质空气，会有效的提高污泥干燥的效率，降低能量的消耗。虽然本实施例采用的是干燥铜盘10作为污泥干燥器6干燥污泥的主体，本领域技术人员不需要创造性的劳动就可以联想到，本污泥干燥控制方法可以用到其他的污泥干燥器中，比如传送带式、流化床式、卧式圆盘式、空心搅拌叶式等。实施例二本实施例与实施例一的不同之处在于，如图5、6所不，图5中横坐标为时间，单位秒(S)，纵轴为污泥湿度的百分数，单位％，图中，湿污泥从百分之百的水份开始经过相同的温度，但风量不同的工质空气加热干燥的曲线，其中方形标志的曲线为80度按照正常风量的工质空气加热污泥的曲线，可以看到干燥的速度很慢，曲线较为平缓，污泥从湿度100%加热到湿度为10 %，用时超过2880秒；其中椭圆标志的曲线为80度按照两倍风量的工质空气加热污泥的曲线，可以看到干燥的速度较快，曲线较陡，从湿度100%加热到湿度为10%，用时超过2160秒。特别是，可以看出在从湿度为100%到湿度60%的区域内，80度两倍风量的工质空气的加热曲线很陡，用时小于480秒；而用80度正常风量的工质空气的加热，从湿度为100 %到湿度60 %，需要的时间为大于960秒，这说明在污泥湿度大的情况下，增大风量可以显著的提高温度较低工质空气得干燥效果。在本实施例中，步骤e、按设定值对应的参数改变工质空气，所对应的参数除了温度，还包括工质空气的风量，以及工质空气的温度和风量的组合。如图6所示，在污泥的湿度小于等于100%时，对应的工质空气温度为80度，风量为两倍正常风量；当污泥湿度小于等于60%时，对应的工质空气的温度为120度，风量为正常风量；当污泥湿度小于等于20%时，对应的工质空气的温度为150度，风量为正常风量。由于明显降低了污泥从湿度100%干燥到60%之间的时间，所以按照实施例二实施需要的干燥时间也明显减少，只需要不到1440秒。从本实施例可以知道，湿污泥4在湿度大时用较低温度大风量的工质空气去干燥，会明显提高干燥效率，缩短干燥需要消耗的时间。当80度的工质空气增加风量后，为了保证工质空气的温度，会需要增加低温工质空气的加热热量，由于低温工质空气的加热效率较高，所以，实际增加的干燥成本并不明显，而系统的干燥时间的缩短，使得整体的感谢效率明显提高。其余未述部分详见实施例一，不再重复。实施例三本实施例与实施例二的不同在于，采用三个污泥干燥室1，有三种不同温度的工质 空气，在加热过程中，三种不同温度的工质空气分别对应与三种湿度范围的三个污泥干燥室，为了进一步提高资源的充分利用水平。针对实施例二的控制方法，在该实施例中三个阶段的干燥时间并不相同，这样使得有三个污泥干燥室无法完全在各自的状态同时工作。这样可以使不同温度的工质空气对应多个污泥干燥室1，每个污泥干燥室I采用相同的步骤，但是同一时间所处的阶段不同。这样不同参数工质空气可以同时向不同的污泥干燥室I输送，提高不同参数工质空气的利用效率，提高热源的利用率。进一步的，通过增加用时少阶段的时间，即，提高该阶段干燥的污泥的范围，达到使三个污泥干燥室的加热时间相同的目的，从而充分利用三种不同参数工质空气的效果。在本实施例中，图7所示，80度两倍正常风量的工质空气加热，从湿度100%到湿度58% ；120度正常风量的工质空气加热从湿度小于等于58%到湿度大于12%; 150度正常风量的工质空气加热从湿度小于等于12%到湿度等于0%，这样三个阶段的消耗的时间相同都接近480s，通过调整污泥湿度的设定值，使得多个污泥干燥室达到预定的湿度的时间相同，可以多个污泥干燥室同时运行。在本实施例中，通过对设定值进行调整，使多个污泥干燥室I的干燥时间相同，不同参数的工质空气对应多个污泥干燥室1，每个污泥干燥室I采用相同的步骤，但是同一时间所处的阶段不同，且同时切换阶段。这样既可以提高工质空气的利用率，同时也可以提高多个污泥干燥室的利用率，提高污泥干燥效率，使三个污泥干燥室和三个工质空气的加热热源满负荷工作，污泥干燥的整体效率却显著提高，设备的利用率显著提高。其余未述部分详见实施例二，不再重复。实施例四本实施例与实施例一的不同之处在于，图8所示，污泥干燥室I包括湿污泥入口2、工质空气引入口 7，工质空气通过风道8，沿着工质空气的流动方向9进入到污泥干燥器6内，在本实施例中，污泥干燥室I有多个工质空气引入口，多个污泥干燥器6，分别在干燥不同湿度的污泥，污泥干燥器6为传送带和吹向传送带上污泥4的风口。在本实施例中，通过在各污泥干燥器6处设湿热空气的湿度监测器(未在图中显示)来的出湿热空气的温湿度，推导出污泥4的湿度。进一步的，在本实施例中，上中下的三个污泥干燥器6分别有对应的工质空气的引入口，三个污泥干燥器分别处于三个不同的污泥干燥阶段，且每个工质空气的引入口分别向污泥干燥器送该污泥干燥阶段对应参数的工质空气。可以利用本发明公开的控制方法，对每个阶段的污泥干燥器6进行独立的控制，其各自污泥干燥器的控制步骤与实施例一的相同。通过本实施例四，可以看到，对于采用较长干燥过程的或者采用多段干燥的污泥干燥器6，即使在其各段采用本发明披露的污泥干燥控制方法，也一样可以起到提高污泥干燥效率，提高不同参数工质空气利用效率的效果。即本发明披露的污泥干燥控制方法采用多种参数的工质空气对应与一个污泥干燥器6的多个加热部分，可以达到提高污泥干燥效率，提高不同参数工质空气利用效率的效果。其余未述部分详见实施例一，不再重复。
实施例五本实施例与实施例一的不同之处在于，如图9所示，污泥的干燥控制曲线并非湿度和加热时间曲线，而是湿度和需要热量的加热曲线，具体的，纵坐标为单位公斤污泥需要的加热量，单位秒(Kw/Kg)，横坐标为污泥湿度的百分数，单位％，即本实施例是污泥湿度对应的控制曲线为单位质量污泥需要加热量曲线，通过调整工质空气的参数来满足加热量的需求。在不同的污泥湿度情况下，加热单位质量的污泥的热量变化曲线，由于这种污泥颗粒与水形成了类似胶体，所以中间湿度的污泥干燥需要的热量会高于湿度更小的污泥需要的热量。本实施例中，在单位质量污泥需要热量高的阶段，提高工质空气的温度，在干度较高，而需热量较小的情况下，采用温度较高，但是风量减半的工质空气对污泥进行加热干燥。具体的，在污泥湿度为100 %到65 %时，采用85度的工质空气加热；当污泥湿度为65 % -30 %时，采用220度的工质空气加热；当污泥湿度小于30%时，采用220度的工质空气，但是送风量为正常送风量减半。在本实施例中，设定值为100%、65%和30%，分别对应的工质空气的参数为，85度正常风量的工质空气，220度正常风量的工质空气和220度一半正常风量的工质空气。其余未述部分详见实施例一，不再重复。
权利要求
1.一种污泥干燥室的干燥污泥控制方法，所述的污泥干燥室(I)包括工质空气引入口(7)，污泥干燥器￠)，湿污泥(4)，本控制方法包括以下步骤 a、开始； b、检测当前污泥湿度； C、读取污泥湿度的设定值； d、当前污泥湿度小于等于设定值时，运行e;当前污泥湿度大于设定值时，返回b ； e、按设定值对应的参数改变工质空气； f、结束。
2.根据权利要求1所述的污泥干燥室的干燥污泥的控制方法，其特征在于所述污泥干燥器(6)还设置有重量测量机构(12)，湿污泥(4)的湿度是通过重量测量机构(12)计量湿污泥的初始重量和当前污泥的重量，通过两者的关系得到污泥的湿度；或者所述污泥干燥器(6)还设置有湿度监测器，通过测量出湿热空气温湿度，推导出污泥湿度。
3.根据权利要求1所述的污泥干燥室的干燥污泥的控制方法，其特征在于所述工质空气的参数包括工质空气的温度和/或工质空气的风量。
4.根据权利要求1所述的污泥干燥室的干燥污泥的控制方法，其特征在于所述的污泥湿度对应的控制曲线为时间曲线，通过调整工质空气的参数来控制干燥时间。
5.根据权利要求1所述的污泥干燥室的干燥污泥的控制方法，其特征在于所述的污泥湿度对应的控制曲线为单位质量污泥需要加热量曲线，通过调整工质空气的参数来满足加热量的需求。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的污泥干燥室的干燥污泥的控制方法，其特征在于所述的工质空气有统一的工质空气引入口(7)，所述的污泥干燥器(6)都在同一时间采用相同的控制步骤，采用相同的干燥阶段。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的污泥干燥室的干燥污泥的控制方法，其特征在于所述的工质空气对应多个污泥干燥室(I)，每个污泥干燥室(I)采用相同的步骤，但是同一时间所处的阶段不同。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的污泥干燥室的干燥污泥的控制方法，其特征在于所述的设定值进行调整，使多个污泥干燥室(I)的干燥时间相同，每个污泥干燥室(I)采用相同的步骤，但同一时间所处的阶段不同，且同时切换阶段。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的污泥干燥室的干燥污泥的控制方法，其特征在于所述的工质空气对应多个污泥干燥器￠)，或者对应与污泥干燥器￠)的多个加热部分。
10.根据权利要求1-5中任一项所述的污泥干燥室的干燥污泥的控制方法，其特征在于所述的湿污泥(4)在湿度大时用较低温度大风量的工质空气去干燥，所述的湿污泥(4)湿度小时用较高温度的工质空气去干燥。
全文摘要
一种污泥干燥室的干燥污泥控制方法，所述的污泥干燥室1包括工质空气引入口7，污泥干燥器6，加热装置5，风道8，重量测量机构12，本控制方法包括以下步骤a、开始；b、检测当前污泥湿度；c、读取污泥湿度的设定值；d、当前污泥湿度小于等于设定值时，运行e；当前污泥湿度大于设定值时，返回b；e、按设定值对应的参数改变工质空气；f、结束。采用该控制方法可以根据不同的工质空气的参数产生的不同干燥效果，综合、高效和快速的加热干燥污泥，而提高污泥干燥效率和速度；同时通过对不同参数工质空气的利用，有效的提高对于热源的利用率。
文档编号C02F11/12GK102992569SQ20111019755
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者张信荣, 盛剑霄 申请人:北大工学院绍兴技术研究院